冷冲压模具设计技术课程标准.docx

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冷冲压模具设计技术课程标准

《冷冲压模具设计技术》课程标准

课程名称：

冷冲压模具设计技术

课程性质：

职业能力必修课

学分：

3

计划学时：

52

适用专业：

模具设计与制造

1．前言

1.1课程定位

本课程属于高职模具设计与制造专业学生的职业能力必修课，是在学生了解了机械制图、公差配合与技术测量、工程材料、工程力学、机械设计基础、机械制造技术、液压与气动等知识的基础上，为培养学生冷冲压模具设计的基本能力而开设的。

其目的是为后续深入学习精密高速多工位冷冲模设计和能够具备中等复杂程度冲模结构选择和设计的能力打下基础，为以后走上实际工作岗位打下基础。

1.2设计思路

鉴于该课程具有将冲压成形加工原理、冲压设备、冲压工艺、冲模设计等有机融合，综合性和实践性较强，同时又是模具设计师必备的一项职业技术等特点，针对学生生产实践经验少的情况，为实现的教学目标，参照温州职业技术学院模具设计与制造专业（580106）人才培养方案（09），课程设计的总体思路是以各种冷冲压工艺及冲模的基本概念、基本原理和典型结构为主线，以冷冲压模具设计基本方法为重点，以应用为目的，采用任务驱动式组织教学，针对企业冲压模具设计技术人员职业岗位工作过程、职业能力，制定课程的能力目标，围绕能力目标确定知识目标，选定教学内容。

按照不同冲压工艺特点划分教学工作任务，工作任务的选定遵循由简单到复杂、由浅入深、循序渐进的规律，以生产任务的完成为一个教学单元，每一个教学单元都按照工作过程具体实施步骤组织教学内容。

教、学、做结合，理论与实践一体化，注重培养学生冷冲压模具设计能力，从而使学生在有限的时间内了解冷冲压工艺的基本原理及冷冲压模具的基本设计方法。

使学生能够运用所学知识确定冷冲压模具应材料类型、加工工艺、模具结构及冷冲压加工设备等，使学生具有冷冲压模具设计师必备的理论知识和基本技能。

具体安排如下表：

序号

教学内容

参考课时

备注

1

预备知识

8

1．教学中重点讲述各种类型冲压件模具设计的相关知识和理论。

适时引入冲压成形理论和冷冲模设计的基础知识和相关理论。

2教学中适时安排冲压生产认识实习和冷冲模拆装测绘实训

2

冲裁模设计

8

3

复合冲裁模设计

4

4

简单连续冲裁模设计

4

5

弯曲模设计

8

6

拉深模设计

8

7

其它成形模设计

6

8

冲压工艺规程编制

4

对冷冲压模具设计方法步骤进行全面的总结归纳，填写冲压工艺过程卡片训练。

9

机动

2

总学时

52

2．课程目标

2.1总体目标

学生通过本课程的学习，使学生掌握冷冲压模具设计的基本概念和原理，具备冷冲压模具设计的基本方法及其冷冲压模具加工、装配、调试的相关知识，能够具有对初等难度冷冲压件进行冷冲压工艺设计、冷冲压模具类型选择和结构设计的能力。

2.2具体目标

2．2．1冷冲压模具设计知识目标

1.冷冲压加工基础知识

（1）了解冷冲压加工的基本概念；

（2）了解冷冲压加工技术的主要特点及其应用；

（3）了解常用冷冲压设备的工作原理、结构及操作规程，与冷冲模设计、安装相关的参数；

2.冲压变形基础知识

（1）了解冲压变形的基本概念和规律；

（2）了解冲压成形中的变形趋向及其控制；了解各种分析冲压成形中的变形规律分析软件。

（3）了解常用的冷冲压材料及其冲压成形性能。

3.冲裁工艺与冲裁模设计知识

（1）了解冲裁模具的分类以及各类模具的特点、运用范围等；

（2）了解冲裁的变形过程，能进行冲裁断面的质量分析；

（3）了解冲裁工艺的一些基本知识，能对工件进行冲裁工艺性分析，合理进行排样；

（4）掌握冲裁间隙的确定方法，冲裁模刃口尺寸、冲裁力和压力中心的计算方法；

（5）掌握单工序模、级进模、复合模的典型结构及冲裁模设计的一般步骤；

（6）掌握冲裁模主要零部件的设计方法；

4.弯曲工艺与弯曲模设计知识

（1）了解弯曲变形的过程、弯曲变形时应力应变特点；

（2）了解弯曲件的结构工艺性；

（3）掌握弯曲变形时最小弯曲半径、回弹角、弯曲力及弯曲件毛坯尺寸的展开计算；

（4）熟悉一些典型的弯曲模结构；

（5）了解弯曲模工作零部件的设计方法，能设计简单的弯曲模。

5.拉深工艺与拉深模设计知识

（1）了解拉深变形过程并能进行拉深制件的质量分析；

（2）了解拉深制件的结构工艺性要求，并能对旋转体、矩（方）形拉深制件进行工艺计算，能正确选择压力机；

（3）熟悉常用拉深模具结构；

（4）能计算拉深模凸、凹模工作部分的尺寸，能设计拉深模。

6.其他成形工艺与成形模设计知识

（1）了解翻边、缩口、胀形、校平、整形及冷挤压等成形工艺的变形特点；

（2）了解内翻边、外翻边及小螺纹翻边工艺设计及校正压力、整形力的计算；

（3）熟悉常用翻边模的结构特点。

能设计翻边模具。

（4）了解胀形起伏、校平、整形工艺及模具结构特点。

7.冷冲压冷冲压工艺规程编制知识

（1）了解冷冲压工艺规程的内容；

（2）熟悉冷冲压工艺规程制定步骤；；

（3）熟悉冲压工艺卡片的编写。

2.2.2冷冲压模具设计技术职业能力目标

1．冲压工艺方案设计能力

（1）能够分析处理初等复杂程度冷冲压件结构工艺性；，

（2）能够综合比选确定初等复杂程度冷冲压件的冲压工艺方案；

（3）能够进行冲压工艺设计计算；

（4）能够进行冲压设备工作能力计算及选型；

（5）能够进行冲压工艺排样设计。

2．冷冲压模具结构设计能力

（1）能够正确进行初等复杂程度冷冲压件的冲压模具工作零件类型的选择和尺寸的设计计算；

（2）能够进行模具总体的尺寸、结构及功能与冲压设备的合理匹配；

（3）能够正确选用标准模架、合理改制或自制模架设计；

（4）能够正确选用模具各种零件的材料、类型；

（5）能够正确选用模具标准件；

（6）能够设计模具总体结构及绘制其装配图、零件图。

3．冲压工艺规程编制能力

（1）能对初等复杂程度冷冲压件冷冲压零件进行实际分析，制定工艺规程；

（2）会填写冲压工艺卡片。

3．课程内容与要求

序号

工作任务

课程内容及教学要求

活动设计

学时

1

预备知识

课程内容

1．冷冲压工艺的工序和分类

2．冷冲压模具结构、类型及工作原理

3．冷冲压工艺的特点及其优越性

4．金属塑性成型规律

5．冲压件冲压工艺性分析方法及内容

6．冲压工艺对冲压件的材料、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度及其他技术要求

7．常用的冷冲压加工设备及主要技术参数简介

教学要求

1．了解冷冲压基础知识和金属材料塑性变形基本特点，

2．掌握冷冲压工艺分类方法和类型，2掌握冷冲压模具结构、类型及工作原理，

3．了解常用冲压件冲压材料的力学性能及种类

4．了解板料剪裁的方式及设备和冲压设备分类、结构、型号用

1．典型冷冲压件冲压工序分析

2．典型冲压件质量及技术要求分析

3．分析和选用常用的冷冲压加工设备类型工作原理及主要技术参数

4．分析典型冲压模具结构及工作原理

8

2

冲裁模设计

课程内容

1．冲裁过程分析，冲裁件的冲裁工艺分析

2．冲裁模基本结构形式及类型、常用的定位方式、卸料出件方式

3．冲裁工艺方案的确定及排样设计

4．冲裁工艺计算，确定条料宽度、导料方式及导料板间距，计算材料的利用率，冲压力计算

5．模具压力中心计算及初定模具外形尺寸

6．模具工作零件设计

7．模架的选取

8．冲裁模其他零件的选取和设计

教学要求

1．了解冲裁模的基本结构，

2．掌握单工序冲裁模的特点功用，

3．掌握并熟悉冲裁模主要零件的选材及设计关键尺寸、冲裁间隙的确定方法，

4．掌握冲裁模的总体设计，合理安排设计步骤，从总图到分部件，到零件的设计方法

1．单工序冲裁件的冲裁工艺性分析

2．确定用于加工单工序冲裁件的冲裁模结构形式及类型、定位方式、卸料出件方式等

3．设计计算冲裁工艺

4．设计及选用冲裁模工作零件及其他零件

5．选定模架类型及冲裁模的总体设计

6．选择压力机，协调冲裁模与压力机的结构尺寸

8

3

复合

冲裁

模设计

课程内容

1．复合冲裁模基本结构形式及类型

2．根据现场制模设备及采用的制模工艺设计凸模、凹模及凸凹模的结构，计算其刃口尺寸

3．凸凹模最小壁厚的确定原则

4．卸、出件装置设计及复合模总体结构设计

教学要求

1．正确选择复合冲裁模的类型

2．根据现场制模设备及采用的制模工艺设计凸模、凹模及凸凹模的结构，计算其刃口尺寸，

3．能正确选择或设计卸料、出件装置

1．分析复合冲裁件的冲裁工艺性

2．选择复合冲裁模的类型

3．确定复合冲裁模凸模、凹模及凸凹模的结构，计算其刃口尺寸

4．选择复合冲裁模卸料、出件装置的类型、确定结构参数

4

1．分析连续冲裁件的冲裁工艺性

2．设计排样图

3.确定连续冲裁工艺方案

4．确定连续冲裁模的结构类型，定位方式和送料步距的控制方法等

4

连续

冲裁

模设计

课程内容

1．连续冲裁模基本结构形式及技术特征

2．连续冲裁工艺方案制定

3．排样原则及排样图设计

4．连续冲裁模定位方式和送料步距的控制

教学要求

1．具有2～3个工位连续冲裁模设计能力

2．能正确选择连续冲裁模的类型

3．能根据制件图样尺寸，合理进行排样设计，并计算各种排样方式的材料利用率

4．能分析制件精度是否能达到图样要求

5．能经过多个工艺方案的对比选用最佳方案

4

5

弯曲模

设计

课程内容

1．弯曲变形过程及弯曲变形时应力应变特点

2．弯曲件的结构工艺性分析

3．弯曲件最小弯曲半径、回弹角、弯曲力的计算

4．弯曲件毛坯尺寸的展开计算

5．弯曲件的工序安排

6．弯曲模典型结构

7．弯曲模工作零件设计

8．弯曲模总体结构设计

教学要求

1、具有弯曲模设计能力

2、掌握弯曲工艺的基本知识，变形特点，

3掌握最小弯曲半径及影响因素与选用，

4掌握弯曲回弹的概念及对产品质量的影响规律，

5，掌握弯曲力的计算，

6．了解弯曲件的弯曲工艺性分析方法、弯曲工序设计规律

7．掌握弯曲模结构类型、工作部分尺寸的确定及设计方法

1．分析弯曲件的结构工艺性

2．设计弯曲件弯曲工艺分析及工序

3．计算弯曲件毛坯尺寸

4．确定弯曲件的弯曲模结构类型

5．设计弯曲模工作零件结构和几何参数设计及总体结构

8

6

拉深模

设计

课程内容

1．拉深变形过程分析

2．拉深件的质量分析

3．拉深件的结构工艺性分析

4．拉深件进行工艺计算

5．拉深力计算及压力机的确定

6．常用拉深模具结构形式及类型

7．拉深模凸、凹模工作零件设计

8．拉深模总体结构设计

教学要求

1．能进行典型拉深模的结构设计

2．了解拉深的基本原理和拉深件的工艺性

3．掌握旋转体拉深件毛坯尺寸的确定4.掌握拉深变形程度的表示方法和影响拉深系数的因素

5．掌握圆筒形件拉深次数及工序尺寸的确定方法，会计算圆筒形件拉深的压边力与拉深力

1．分析拉深件的结构工艺性

2．分析拉深件拉深工艺及设计拉深工序

3．计算拉深件毛坯尺寸

4．确定拉深件的拉深模结构类型

5．设计拉深模工作零件结构及几何参数及总体结构

8

7

其他

成形模

设计

课程内容

1．翻边、缩口、胀形、校平、整形和冷挤压等成形工艺的变形特点

2．各种成形模常用翻边模、胀形模、起伏成形模、校平模、整形模和冷挤压模的结构特点

3．翻边工艺计算及翻边模设计要点

教学要求

1．了解其他冲压成形工艺如翻边、胀形、起伏（波形）、缩口、校平、整形和冷挤压工艺的变形特点

2．了解局部成形的模具结构与应用场合

3．了解翻边工艺的种类与典型模具结构及其工艺计算方法

1．分析成形件的结构工艺性

2．分析成形件的冲压成形工序

3．设计翻边件的翻边工艺，计算相关的工艺参数

6

8

冲压工艺规程编制

课程内容

1.冷冲压工艺规程的内容和制定步骤

2.冷冲压工艺卡片编写的项目及要求

教学要求

1.掌握冷冲压工艺规程编制方法

2.能正确设计冲压工艺过程

3.确定冲压件生产的工艺方案及模具结构形式

4．会填写冷冲压工艺过程卡

1、分析冲压件的冲压工艺过程及设计冲压工艺方案

2、填写冷冲压工艺过程卡

4

4．实施建议

4.1教材选用和编写建议

本课程采用自编《冷冲压模具设计技术》教材。

教材编写是根据我院模具设计与制造专业的专业人才培养方案的要求进行编写，按照工作过程为导向，具有地方特色。

本教材主要是针对企业冲压模具设计技术人员职业岗位工作过程、职业能力，制定课程的能力目标，围绕能力目标确定知识目标，选定教学内容。

按照不同冲压工艺特点划分教学工作任务，工作任务的选定遵循由简单到复杂、由浅入深、循序渐进的规律，以生产任务的完成为一个教学单元，每一个教学单元都按照工作过程具体实施步骤进行编写，同时在教材中总结、借鉴专家的各种设计实例，并收集了当前国内外有关企业的一些实践经验和资料。

4.2教学建议

本课程的教学目的是使学生具有制定一般冲压件工艺规程和冲压模具设计能力，课程教学内容采用在生产中应用较多的冲压工艺，如冲裁、弯曲、拉深三种工艺为主线，选用各种典型冲压件的冷冲压模具为实例，由简单到复杂分阶段循序渐进地展开教学；在教学内容安排上以职业工作过程具体实施步骤为导向，突出教学内容的实用性，注重以培养学生冷冲压模具设计能力为教学目的。

1、教学建议：

①采用传统板书教学、多媒体教学与课堂单元训练相结合的方法进行教学。

②学生要完成一定数量的冲压模具设计单元训练，充分利用本课程网站平台完成能力训练任务。

③本课程为实践性很强的课程，上课时应理论联系实践，尽量采用形象生动的实物结合理论教学，尽可能采用直观教学如动画、模型、图片、工程图、录像、实物、参观生产过程现场等多种手段进行。

尽量安排学生多种形式的实践训练，使学生有实践的机会。

如安排一定的学时在实训室通过教师的示教、学生之间的相互合作完成对各种典型冲压模具教学模型及实物的拆装测绘及调试等实验实训项目，使学生能够熟练掌握冲压模具拆装测绘及调试的基本技能，加深在理论课堂上学习冲压模具结构、工作原理及设计原则的理解和认识。

同时也可充分利用本课程网站虚拟拆装实训室。

④上课时重点突出，本课程重点是冲裁、弯曲与拉深三大工艺及其模具的设计，要重点讲深讲透，特别是冲模结构的设计与选用也要重点讲，让学生能了解冷冲压工艺及模具的总体设计思路，零部件的结构选用及参数的设计计算、选材、加工及装配成总体模具以及模具的检修、维护、保养的全过程。

⑤建议按照下面的能力训练项目设计展开教学。

能力训练项目设计

编号

能力训练项目

能力训练子项目

拟实现的能力目标

应具备的支撑知识

结果

1

冷

冲

压

工

艺

设

计

1．1读图及图形转换

1．将给定冲压件模型（IGES）格式文件转换成所需格式

2．能读懂零件图

3．能够读懂零件的材料、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、及其他技术要求

1．应具有冷冲模基础知识，具有常用CAD/CAM软件操作技能的综合能力和工程图读图能力

2．工程材料的基本知识

3．公差配合、形位公差、表面粗糙度及零件技术要求的基本知识

学会冷冲压工艺设计技能，

1．2冲压件的工艺分析

1．冲压件结构工艺性分析

2．能对冲压件进行经济性分析

1．产品图、原材料、产品的生产批量、设备等的基本知识

2．冲压件结构工艺性的基本知识

3．冲压生产经济性的基本知识

1．3工艺方案的制订

1．能列出所需的基本工序

2．能提出各种可能的工艺方案

3．能选择最佳的工艺方案

1．工序组合的原则

2．工序顺序的安排

3．工艺方案的对比、取舍原则

1．4排样设计

1．确定出合理的排样形式

2．能确定条料宽度、导料板间距

3．能选择恰当的裁板方式

4．能计算材料的利用率

1．各种排样方式的选用

2．搭边值大小的确定

3．原材料规格、尺寸的选择

4．材料利用率的计算方法

1．5初选压力机

1．能计算各工序冲压力

2．能合理选择压力机

3．会审核压力机的电机功率

1．各种工序的冲压力计算方法

2．压力机的选择原则

3．各种压力机的特点、技术参数的基本知识

2

冷

冲

压

模

具

设

计

2．1模具压力中心计算

1．能计算模具压力中心

1．模具压力中心的计算方法

学会冷冲压模具结构设计技能，

2．2初定模具外形尺寸

1．能正确确定模具闭合高度、模板平面尺寸及模柄尺寸

2．能正确与压力机协调结构尺寸

3．能对压力机进行校核

1．模具闭合高度、模柄尺寸等与压力机技术参数的关系

2．3模具工作零件设计

1．能合理选择模具凸模、凹模、凸凹模加工方法

2．能合理选择凸、凹模间隙

3．能根据加工方法计算刃口尺寸

4．能合理选择刃口尺寸制造公差

5．能合理选择模具壁厚、厚度

6．能合理选择模具零件材料

1．模具机加工、电加工、特种加工的基本知识

2．凸、凹模间隙的选择原则和方法

3．刃口尺寸计算方法

4．尺寸公差、制造公差的知识

5．模具壁厚、厚度的基本知识

6．模具材料的基本知识

2．4模具类型的选择

1．综合考虑各方面要求，选定采用简易模、单工序模还是复合模或连续模

1．冲压件的形状尺寸、精度要求、生产批量、材料性质和厚度、模具制造和维修等因素与模具类型的关系

2．各类型模具的优、缺点

2．5模具结构形式的选择

1．能根据具体情况正确选择模具结构形式

2．能正确选择定位方式

3．能正确选择导向方式

4．能选择合理的模具精度

1．不同模具结构形式的优、缺点

2．凸、凹模的结构形式和安装方法

3．上料卸料出件的基本知识

4．各种定位方式的基本知识

5．各种导向方式选择的基本知识

6．模具精度与零件精度关系

2．6模架的选取

1．能根据凹模周界尺寸、模具闭合高度、导向方式正确选择模架种类、精度及规格

1．模架的种类、特点、规格等常识

2．7模具其他零件的选取和设计

1．能正确选择或设计定位零件

2．能正确选择或设计卸料、出件零件

3．能正确选择或设计连接和紧固零件

1．定位的基本原则和方式

2．弹性元件的种类、特点及计算

3．标准件的基本常识

3

冷

冲

压

模

具

图

纸

的

绘

制

3．1绘制模具总装图

1．能绘制模具总装配图

2．总装配工程图能清楚表达各零件之间的装配关系以及固定连接方式

3．总装图能清楚表达定位、排样方式

4．能清楚表达出加工所得零件的形状和尺寸

5．能正确填写标题栏、明细表

6．能合理确定模具的技术要求

1．机械制图的基本知识，零件三视图、局部视图和剖视图等的画法

2．标题栏、明细表的内容和格式

3．模具技术要求的基本内容

4．标准件的基本常识和规定画法

5．总装图总体尺寸的标注要求

6．总装图零件序号编写的有关规定

具有冷冲压模具图纸的绘制技能

3．2绘制模具零件图

1．能清楚表达出模具零件的形状和尺寸，视图完整，布局合理

2．尺寸标注齐全、合理

3．制造公差、形位公差、表面粗糙度选用适当

4．材料牌号、热处理要求以及其他技术要求完整、合理

5．标题栏符合国家标准

1．机械制图的基本知识，零件三视图、局部视图和剖视图等的画法

2．计算机绘图的基本方法和要求

3．标题栏的内容和格式

4．不同模具零件制造公差、形位公差、表面粗糙度的规定

5．不同模具零件技术要求的异同

6．模具材料的性能

3．3模具图样的校核

1．模具总体结构是否恰当，能否保证正常、安全地生产出合格零件

2．各个视图及尺寸标注是否规范、完整

3．各种公差、表面质量选用是否合理

4．材料选择及技术要求是否恰当

5．零件的结构工艺性是否良好

1．机械制图的基本知识

2．模具零件制造公差、形位公差、表面粗糙度的规定

3．模具材料的性能

4．模具材料热处理的性能

5．模具零件的技术要求

6．模具零件的结构工艺性

4

冷冲压工艺文件编写

4.1冷冲压工艺文件的制定

1．能分析冲压件工艺方案

2．能填写冷冲压工艺过程卡

1．冷冲压工艺规程的内容和制定步骤

2．冷冲压工艺卡片的项目及要求

具有冷冲压工艺卡片编制能力

4.3教学考核评价建议

1．考核形式及相关内容：

（1）平时成绩

平时成绩主要有以下几个部分组成：

①课堂到课、学习态度等情况；

②个人书面作业或个人网上平台作业，按教学进度及要求随堂布置，定期批改并评定成绩；

③单元训练项目，以生产任务的完成为一个教学单元，按教学进度选二到三个生产任务，如单工序的落料件、冲孔件、弯曲件，复合冲裁件或者连续冲裁件等作为单元训练项目。

按照训练小组的学习态度和任务完成情况评定成绩。

单元训练是将冷冲压模具设计技术过程分解为不同的能力训练任务，按照教学的进度，随堂安排，采用教、学、做结合的教学方式，采用小组学习的方式,教师通过问题引导学生自己分析、探究蕴含其中的原理，让学生自己找到解决问题的方法；学生组员之间互相讨论研究解决学习过程中遇到的一个个问题，从而逐项完成训练任务。

每个单元训练项目以训练小组形式落实任务，每个组员承担不同的训练任务，扮演不同的角色，在下一个单元训练时，组员任务互相交换，循环交替，达到单元训练有重点有内容，教学过程学做合一，进而加强学生们对所学理论知识的运用和掌握，查阅和运用各种文献资料技术标准的能力，提高设计技能，培养学生的学习能力和团队协作精神。

（2）网上测试

在课程网络上进行网上测试。

主要检验学生对必要基础知识的掌握情况。

考核在网上进行，学生输入相关信息并答题后可以直接给出成绩。

（3）期末考试

以知识目标与能力目标为考试目标，来确定考试范围和考核要求，考察学生对基础知识的理解和基本技能的掌握程度。

2．成绩评定单元及标准：

这门课程的考核成绩分为三个部分，采用百分制。

（1）平时成绩（60%）

①平时课堂到课、学习态度等情况（15%）；

②个人书面作业或个人网上平台作业（15%）；

③小组单元训练项目（20%）

（2）网上测试（10%）

（3）期末考试（40%）

4.4课程资源的开发与利用

1．在教学过程中要充分利用实物、模型、实验实训室和合作企业生产现场的设备开展教学活动。

2．在教学过程中要充分利用和开发现场教学录象和多媒体技术为教学提供并展示各种所需的资料，包括文字、声音、图像等，并能随时抽取播出；可以创设、模拟各种与教学内容相适应的情境。

3．在教学活动中指导学生课外充分利用校内实训基地和课程网站，收集一些与课程直接相关的学习素材，用来拓宽学生的学习领域，激发学生学习的兴趣。

4.5其它说明

无